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1、鐵氧體吸波材料的研究進展物理科學與技術學院凝聚態(tài)物理羅衡102211013摘要：鐵氧體吸波材料是既具有磁吸收的磁介質(zhì)又具有電吸收的電介質(zhì)，是性能極佳的一類吸波材料。本文對鐵氧體吸波材料的工作原理、研究進展作了系統(tǒng)的介紹，并指出了鐵氧體吸波材料的發(fā)展趨勢。關鍵詞：鐵氧體吸波材料研究進展0引言近年來，隨著電磁技術的快速發(fā)展，電磁波輻射也越來越多的充斥于我們的生活空間，電磁波輻射己成為繼噪聲污染、大氣污染、水污染、固體廢物污染之后的乂一大公害。如電磁波輻射產(chǎn)生的電磁丁擾(EMI)不僅會影響各種電子設備的正常運行，而且對身體健康也有危害。在軍
2、事高科技領域，隨著世界各國防御休系的探測、跟蹤、攻擊能力越來越強，陸，海、空各軍兵種軍事目標的生存力,突防能力FI益受到嚴重威脅；作為提高武器系統(tǒng)生存、突防，尤其是縱深打擊能力的有效手段之一的隱身技術，正逐漸成為集陸、海、空、天、電、磁五位一體之立休化現(xiàn)代戰(zhàn)爭中最重要、最有效的突防戰(zhàn)術手段。目前一般采用的手段是利用電磁屏蔽材料的技術，來進行抗電磁干擾和電磁兼容設計，但是屏蔽材料對電磁波有反射作用，可能造成二次電磁輻射污染和干擾，所以最好的解決辦法是采用吸波材料技術，因為吸波材料可以將投射到它表面的電磁波能量吸收，并使電磁波能量轉化為熱
3、能或其他形式的能量消耗而不反射冋。用于隱身技術的雷達吸波材料已達十兒種之多，與透波材料相比，吸波材料研究得更為成熟，其中應用較廣的兒類吸波材料有鐵氧體、金屬微粉、納米吸波材料、導電高聚物和鐵電吸波材料等。在眾多吸波材料中，磁性吸波材料具有明顯優(yōu)勢，而且將是主要的研究對象。磁性吸波材料主要包插鐵氧體、超細金屬粉、多晶鐵纖維等兒類。其屮金屬吸收劑具有使用溫度高、飽和磁化強度和磁損耗能力大等特點，但也存在一些口身的缺點「如頻率展寬有一定難度，這主要是由于其磁損耗不夠大，磁導率隨頻率的升高而降低比較慢的緣故；化學穩(wěn)定性差；耐腐蝕性能不如鐵氧體
4、等⑷；而對于鐵氧體來說，除了具有吸收強、吸收頻帶寬、成本低廉、制備工藝簡單等優(yōu)點外，還因為具有較好的頻率特性(其相對磁導率較大，而相對介電常較小)，更適合制作匹配層，相對于高介電常數(shù)高磁導率的金屬粉，在低頻率拓寬頻帶方面，更具有良好的應用前景W本文針對鐵氧體吸波材料的工作原理、研究進展作系統(tǒng)的介紹，并指出了鐵氧體吸波材料的發(fā)展趨勢。1鐵氧體吸波材料的工作原理鐵氧體吸波材料既是具有磁吸收的磁介質(zhì)乂是具有電吸收的電介質(zhì)，是性能極佳的一類吸波材料。在低頻段，主要來源于磁滯效應、渦流效應及磁后效的損耗造成鐵氧體對電磁波的損耗；在高頻段，鐵氧體
5、對電磁波的損耗則主要來源于自然共振損耗、疇壁共振損耗及介電損耗［9-I01o1」電損耗機制介電損耗是微波鐵氧體中電損耗的主要原因，電荷不能像導體那樣通過處于電場中的電介質(zhì)，但在電場作用下電荷質(zhì)點會發(fā)生相互位移，使得正負電荷中心分離，形成許多電偶極子，此過程即為極化。在發(fā)生極化的過程中，以熱的形式損耗掉的部分電荷即產(chǎn)生電損耗。一般認為多晶電磁介質(zhì)的極化主要來源于電子極化、離子極化、固有電偶極子取向極化和界面極化四種機制［H-12］o晶格空位、介電體的不均勻性以及高導電性（如O屜2+）的存在是固有電偶取向極化引起介電損耗的主要原因；由界面
6、極化引起介電損耗的主要原因是高電導率的零相彌散分布［⑶。鐵氧休的介電損耗基本上是由于兩種價態(tài)鐵的存在（即屜齷和2）所造成的電子過剩，則電子會從一種鐵離子跑到另一種鐵離子上去，在此過程中會造成一些傳導和介電損耗。1.2磁損耗機制磁損耗即為磁性材料在交變磁場中產(chǎn)生的能量損耗，主要由磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗引起。1.2.1磁滯損耗磁滯損耗是指在不可逆躍變的動態(tài)磁化過程中，克服各種阻尼作用而損耗了外磁場供給的一部分能量。磁滯回線的面積在數(shù)值上等于每磁化一周的磁滯損耗的數(shù)值，B
7、J：『巴=§HdB降低磁滯損耗的方法是減小鐵磁材料的矯頑力比,
8、矯頑力比降低使磁滯回線變窄，它所謂的面積減小，從而降低磁滯損耗。1.2.2渦流損耗將導體放置于變化的磁場時?，在導體內(nèi)部會產(chǎn)生感應電流即渦流，渦流不能像導線中的電流那樣輸送岀去，而是使磁芯發(fā)熱造成能量損耗，即渦流損耗。若材料的厚度為〃，電阻率為"，引入常數(shù)則一個周期內(nèi)材料的渦流損耗也可表不：We=afd2B；n/p可以看出，渦流損耗必與交變磁場頻率/成止比，與厚度〃的平方成正比,與電阻率。成反比。由于W型六角晶系鐵氧體材料具有很高的電阻率，
9、大
10、此其渦流損耗系數(shù)很小，此外，頻率對鐵氧體渦流損耗的影響也不大。3、剩余損耗剩余損耗是指除了
11、渦流損耗和磁滯損耗以外的其它所有損耗,來自磁化地豫過程。不同材料在不同的頻率范圍，剩余損耗的機理不同由于其磁化弛豫過程的機理不同。在低頻弱場中，剩余損耗主要是磁后效損耗。在高頻情況卜：尺寸共振損耗、疇壁共振損耗和自然共振
